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在众多的多功能的光致变色体系中,光致变色荧光体系是目前光致变色化合物研究的热点之一。该类化合物在全光子型可擦重写光信息存储、荧光分子开关、生物荧光分子探针,逻辑门等方面拥有潜在的应用价值。本文设计合成了几种新型的光致变色荧光化合物,并研究其在光信息存储、逻辑门、分子开关方面的应用,主要内容和结论如下:
⑴利用Suzuki偶合反应。设计并合成了含单边吡啶取代基的二噻吩乙烯光致变色化合物。化合物经核磁(1H-NMR),质谱(Ms)及红外(IR)确认其结构。研究了该化合物及质子H+和金属锌离子作用下的光致变色性能及荧光开光性能。以光、H+和Zn2+为输入信号,光致变色反应前后吸收光谱和荧光发射光谱的变化为输出信号,成功地设计了分子逻辑电路。
⑵设计并合成一种溴代二噻吩乙烯光致变色化合物和一个2D-π-A结构的吡喃类荧光染料,化合物经核磁(1H-NMR)。质谱(Ms)及红外(IR)确认其结构。将它们按一定比率混合可以有效地构筑了荧光信息存储数字分子开关。在溶液或固体薄膜PMMA中,当用紫外光和可见光交替照射该分子开关,它都可表现出良好的荧光开关性能。利用该材料成功的实现了可擦重写光影像的写入和擦除。它为荧光光致变色材料光存储器件应用上提供了一种简单可行的方法。在全光子型超高密度光存储方面具有潜在的应用价值。
⑶设计合成了含三苯胺荧光发射团的二噻吩乙烯光致变色化合物,化合物经核磁(1H-NMR),质谱(Ms)及红外(IR)确认其结构。并研究了该化合物在溶液及固态膜中的光致变色性能及光控荧光开关功能。该化合物在PMMA聚合物薄膜中,其荧光随光致变色反应发生开关,反应前后具有高的荧光对比度及良好的耐疲劳性。该化合物在超高密度全光子型可擦、读、写光信息存储材料中具有潜在的应用价值。
⑷设计合成了含吡喃类荧光发色团的二噻吩乙烯光致变色化合物,目标化合物经核磁(1H-NMR),质谱(Ms)及红外(IR)确认其结构。并研究该化合物的光致变色性及荧光开关性能。该化合物在荧光分子开关、信息存储和非线性光学方面具有潜在的应用价值。
⑸设计合成了两种新型含萘酰亚胺荧光团的席夫碱类光致变色荧光化合物。研究了它们的光致变色性、酸碱效应、溶剂变色、离子识别、聚集诱导荧光增强性能,两种化合物都表现出良好的光致变色、酸碱响应、溶剂变色及铜离子识别功能,其中化合物NA-SA2表现出良好的聚集诱导荧光增强性能。这类化合物在多开关功能的分子开关材料方面具有潜在的应用价值。